EPON技术应用问题探讨.doc

EPON技术应用问题探讨 朱 轼 ■武汉 摘 要：EPON(以太网无源光网络)是目前接入网新技术之一。本文介绍了EPON技术原理、应用网络结构、应用特点和应用领域，并在此基础上讨论了EPON组网应用中应解决的关键技术。 关键词：EPON、ONU/OLT、TDM/TDMA、FTTx EPON(以太网无源光网络)是在ITU-T G.983 APON标准的基础上，由IEEE802.3ah工作组制定的Ethernet PON(EPON)标准。近年来，由于千兆比特 Ethern成技术的成熟，和将来10G比特Ethernet标准的推出，以及Ethernet对IP天然的适应性，使得原来传统的局域网交换技术逐渐扩展到广域网和城域网中。在接入网中用Ethern成取代ATM，符合未来骨干网IP化的发展趋势，最终形成从骨干网、城域网、接入网到局域网全部基于IP、WDM、Ethern以来实现综合业务宽带网。 一、EPON技术简介 EPON与 APON关键的区别在于： EPON中数据传输采用 IEEE 802.3 Ethernet（以大网）的帧格式，其分组长度可变，最大为 1518字节； APON中采用标准的 ATM 53字节的固定长分组格式。由于 IP分组也是可变长的，最大长度为 65535字节，这就意味着 EPON承载IP数据流的效率高、开销小。 在EPON中，OLT到ONU的下行数据流采用广播方式发送，OLT将来自骨干网的数据转换成可变长的 IEEE 802.3 Ethernet帧格式，发往 ODN，光分路器以广播方式将所有帧发给每一个ONU，ONU根据Ethernet帧头中ONU标识接收属于自己的信息，其工作原理见图1。 图1 EPON工作原理示意图 ONU到OLT的上行数据流采用时分复用（TDMA）方式发送，与APON相同，OLT为每个ONU分配一个时隙，周期是2ms。EPON采用双波长方式实现单纤上的全双工通信，下行信道使用1510nm波长，上行信道使用1310nm波长。目前相关的标准主要由IEEE的EFM研究组进行制定。 二、EPON基本组网结构 EPON网络采用一点至多点的拓扑结构，取代点到点结构，大大节省了光纤的用量、管理成本。无源网络设备代替了传统的ATM／SONET宽带接入系统中的中继器、放大器和激光器，减少了中心局端所需的激光器数目，并且OLT由许多ONU用户分担。而且EPON利用以太网技术，采用标准以太帧，无须任何转换就可以承载目前的主流业务—IP业务。因此EPON十分简单、高效、建设费用低、维护费用低，是最适合宽带接入网需求的。 EPON与APON光路结构类似，都遵循G.983协议，最终它将以更低的价格、更宽的带宽、更强的服务能力取代APON。一个典型的EPON系统也是由OLT、ONU、ODN组成的，如图2所示。 图2 EPON基本组网结构 OLT放在中心机房，ONU为用户端设备。ODN（Optical Distributed Network，光纤分配网）是光配线网，主要由一个或数个光分路器（SPlitter）来连接OLT和ONU，用于分发下行数据并集中上行数据。OLT既是一个交换机，或路由器，又是一个多业务提供平台，提供面向无源光纤网络的光纤接口。OLT除了提供网络集中和接入的功能外，还可以针对用户的QoS/SLA（服务水平协议）的不同要求进行带宽分配，网络安全和管理配置。 SPlitter是一个简单设备，它不需要电源，可以置于全天候的环境中。在EPON中，OLT到ONU问的距离最大可达20～30km，如果使用光纤放大器（有源原中继器），距离还可以延长。 在图2中，光信号通过光分路器把光纤线路终端（OLT）一根光纤下行的信号分成多路给每一个光网络单元（ONU），每个ONU上行的信号通过光耦合器合成在一根光纤里给OLT。因而EPON中包括无源网络设备和有源网络设备。无源网络设备包括单模光缆、无源光分路器／耦合器、适配器、连接器和接头等。它一般被放置于局外，也称为局外设备。有源网络设备包括中心局机架设备、光网络单元和设备管理系统（EMS）。中心局机架上插装光纤线路终端、网络界面模块（NIM）及交换模块（SCM），因此这3种设备也统称为中心局机架设备。 中心局机架设备提供EPON系统与服务提供商核心的数据、视频和话音网络的接口。它也通过设备管理系统与服务提供商的核心运行网络相连接。中心局机架上广域网界面通常将与以下设备接口相连接。 ● 数字交叉连接（DCS）：传送未交换，或未本地交换的TDM流量到电话网络，普通的DCS界面包括DSI、DS3、STS.l和OC.3。 ● 语音网关：传送本地交换的TDM/话音流量到公众交换电话网络（PSTN）。 ● IP路由器或ATM边缘交换机：将数据流量引到核心数据网络。 ● 视频网络设备：它